Dòng điện xoay chiều là gì?

0
268
Dòng điện xoay chiều là gì?

Chúng ta có thể sử dụng nhiều phương pháp để tạo được dòng điện trong thực tế như sử dụng sức nước, sức gió, nhiên liệu hóa thạch… Tuy nhiên về cơ bản, dòng điện được chia thành 2 loại là dòng điện xoay chiều và dòng điện một chiều. Vậy dòng điện xoay chiều là gì? Hãy cùng thuvienhoidap.net tìm hiểu qua bài viết thuộc chủ đề vật lý này nha.

Định nghĩa dòng điện xoay chiều là gì?

Dòng điện xoay chiều là dòng điện có dạng hình sin, có cường độ biến thiên tuần hoàn theo thời gian theo quy luật của hàm số sin hay côsin. Có nghĩa là dòng điện xoay chiều có thể thay đổi cường độ dòng điện theo thời gian, còn dòng điện một chiều là dòng điện có cường độ cố định và không thay đổi theo thời gian.

Công thức tính dòng điện xoay chiều:

i = I0cos(ωt + φ)

Trong đó:

  • i: là giá trị cường độ dòng điện tại thời điểm t, được gọi là cường độ dòng điện tức thời hay cường độ dòng điện tại thời điểm thời gian là t
  • Nếu I0 > 0  thì được gọi là cường độ dòng điện cực đại của i hay giá trị cực đại của i
  • Nếu ω > 0 được gọi là tần số góc của dòng điện xoay chiều.

Chu kỳ của dòng điện xoay chiều được tính bằng công thức:

T = 2π/ω

Tần số của dòng điện xoay chiều được tính bằng công thức:

f = ω/2π

Lưu ý: Chu kỳ và tần số của dòng điện xoay chiều tỉ lệ nghịch với nhau. 

Công thức tính pha cường độ dòng điện xoay chiều:

α = ωt + φ

φ là pha ban đầu của dòng điện xoay chiều.

Những đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều gồm:

  • Giá trị tức thời (i), cực đại, hiệu dụng của cường độ dòng điện, điện áp…
  • Tần số góc, tần số và chu kì dòng điện.
  • Pha và pha ban đầu của dòng điện xoay chiều.

Cách nào để tính được dòng điện xoay chiều?

Trong thực tế, khi tính toán, đo lường các đại lượng của mạch điện xoay chiều, người ta tính hoặc đo dựa theo giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều đó.

Tham khảo thêm: Công của lực điện là gì?

Nguyên tắc tạo ra dòng điện xoay chiều là gì?

Để tạo ra dòng điện xoay chiều trong thực tế là dựa vào hiện tượng cảm ứng điện từ, cụ thể là:

Dòng điện xoay chiều là gì?

Ta cho một dây dẫn dẹt hình tròn, giả sử hai đầu dây dẫn khép kín, quay xung quanh một trục cố định, nằm trong cùng một mặt phẳng của cuộn dây đặt trong một từ trường đều B có phương vuông góc với trục quay. Khi đó, trong cuộn dây sẽ xuất hiện dòng điện xoay chiều.

Từ thông của dòng điện xoay chiều đi qua cuộn dây dẫn được tính bằng công thức:

Φ = NBScosα = NBScosωt

Trong đó:

  • B: vectơ cảm ứng điện từ
  • N: số vòng dây
  • S: diện tích mỗi vòng dây.
  • ω: Tốc độ góc của cuộn dây quay xung quanh trục.
  • t: thời gian biến thiên của dòng điện xoay chiều

Công thức tính suất điện động cảm ứng của dòng điện xoay chiều là:

Công thức tính suất điện động được áp dụng dựa theo định luật Faraday

e = dΦ / dt = NBSωsinωt

Công thức tính cường độ dòng điện cảm ứng xoay chiều nếu điều kiện là cuộn dây dẫn khép kín và có điện trở R là:

i = (NBSω/R).sinωt

Công thức tính cường độ dòng điện xoay chiều với tần số góc là ω:

I0 = NBSω / R

Trong thực tế, người ta thường tạo ra dòng điện xoay chiều bằng máy phát điện xoay chiều. Máy phát điện xoay chiều hoạt động dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ.

Giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều là gì?

Cường độ dòng điện xoay chiều hay cường độ hiệu dụng là đại lượng có giá trị bằng cường độ của một dòng điện không đổi, sao cho đi qua cùng một điện trở R thì công suất tiêu thụ trong R bởi hai dòng điện đó là như nhau.

Công thức tính giá trị hiệu dụng của dòng điện xoay chiều 

I = I0 / √2

Ngoài cường độ dòng điện, đối với dòng điện xoay chiều, còn có nhiều đại lượng điện và từ khác, cũng là những hàm số sin hay cosin của thời gian t như điện áp, suất điện động, cường độ điện trường, điện tích… 

Kết luận: Đây là đáp án cho câu hỏi dòng điện xoay chiều là gì? chi tiết và đầy đủ nhất.